Influencia del patrón de impresión en las propiedades mecánicas y degradación de andamios reabsorbibles elaborados por impresión 3D para regeneración ósea

CAMILA GALLO CHAUBELL; BEATRIZ ARAOZ,; ÉLIDA B. HERMIDA

Jornada; VII Jornadas de Ingeniería en Materiales; 2022

Objetivos.El objetivo general de este trabajo es determinar la influencia del patrón de impresión: i) en larigidez de un sustrato elaborado por FDM con PHBV cargado con partículas de vidrio bioactivo(BG) y ii) la degradación in vitro en una solución que simula el entorno biológico.Introducción.Si se supera la capacidad de autoregeneración del hueso, ya sea porque existe un daño quealcanza un tamaño crítico o existen traumatismos de alta complejidad, es necesario intervenir.Para ello, se suelen utilizar métodos quirúrgicos como la colocación de injertos óseos y/oimplantes. Estos injertos e implantes pueden derivar en diferentes complicaciones y la necesidadde procedimientos quirúrgicos adicionales, que aumentan el riesgo de infección y dificultan larecuperación del paciente. Para contrarrestar esto, la ingeniería de tejidos estudia y desarrollaandamios mediante diferentes procesos y materiales, los cuales permiten y aumentan laregeneración de los tejidos óseos. Dentro de los procesos de fabricación, se destaca la impresión3D por deposición fundida de filamento (FDM), que permite fabricar andamios porosos que seajustan a la anatomía del paciente. En cuanto a los materiales, el poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV), un copolímero de propiedades mecánicas y piezoeléctricas similares alo que posee el hueso humano, y las ventajas de ser biodegradable, biocompatible yreabsorbible. Por otro lado, el biovidrio activo (BG), es un material cerámico que por sucomposición, en contacto con fluidos biológicos libera iones que regulan los ciclos decrecimiento, proliferación y diferenciación de las células encargadas de la regeneración ósea. Lacombinación de estos materiales y el proceso de fabricación conduce a andamios concaracterísticas estructurales y físicas atractivas para su uso en ingeniería de tejidos. Dichascaracterísticas tienen un rol crítico en la determinación de la cinética de degradación del andamioy por lo tanto de su eficacia como implante para regenerar tejidos. [1]–[4]Desarrollo del Trabajo.En este trabajo, se elaboraron por extrusión filamentos tanto de PHBV como compuestos dePHBV con 4% de partículas de BG y con ellos se fabricaron andamios mediante impresión 3D.Se realizaron dos patrones de impresión, con diferentes ángulos entre capas de impresión: i)0/90° y ii) 0/30/60°. A estos andamios, se los sumergió en un medio que simula al biológico (SBFde sus siglas en inglés) entre 7 y 60 días para evaluar la degradación in vitro. A su vez, se evaluó la respuesta a los esfuerzos de compresión tanto para las muestras de PHBV con ambospatrones y para PHBV cargado con biovidrio para el patrón 0/90°, para los distintos tiempos deinmersión en SBF. Dentro de los resultados obtenidos, se observa que las muestras de PHBV nopresentan cambios ante esfuerzos de compresión según sea el tiempo de inmersión. Por otrolado, las muestras de PHBV cargadas con BG, conforme aumenta el tiempo de inmersión seobserva una caída en el módulo elástico y en el límite elástico. En la fig. 1, se observa estadiferencia de comportamiento para una muestra sin inmersión, la cual posee igual curva a lasobtenidas para PHBV del mismo patrón, y una muestra luego de 60 días de inmersión.